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彈塑性復合材料力學性能的細觀研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-07-08  來源:www.126ef.cn  瀏覽次數:40

       應用細觀力學的Eshelby等效夾雜理論研究了復合材料的彈塑性問題,以鋁基復合材料為例,建立了多軸載荷下復合材料彈塑性應力一應變關系。并且理論預報與實驗結果符合較好,分析了夾雜形狀、體積分數及加載路徑對材料宏觀性能的影響.同時,還研究了熱塑性復合材料熱膨脹系數與工藝溫度之間的變化規律,分析了熱殘余應變對材料設計的影響.

       對于大多數金屬基和聚合物(高分子)基復合材料,在一定的外載作用下,基體材料可以發生塑性變形,使其彈性模量不再為常數,一般來說,這時的彈性模量(切模量或體模量)還與應變(或應變歷史)有關.因此,當采用Eshelby等效夾雜方法時,如何定義基體材料的彈性模量和等效夾雜的Eshelby張量將是一個值得研究的問題.

       目前,利用細觀力學方法研究復合材料彈塑性變形的工作大致可分為:自洽理論。有限元方法和Eshelby等效夾雜方法f或Mori-Tanaka方法.其中自洽理論易于求解夾雜取向和形狀比均勻時的情況,由于自洽模型僅考慮了單夾雜與周圍有效介質的作用,因而當夾雜體積分數較大或夾雜與基體的彈性常數相差較大時。計算結果不理想.有限元方法通過網格的劃分可以計算出材料內部任意區域的應辦.應變關系,但目前大多數分析都還集中于平面應變或軸對稱狀態,利用Eshelby等效夾雜方法研究復合材料的彈塑性變形可分為兩種基本途徑。第一種途徑就是將基體材料視為彈性材料,而基體中的塑性應變考慮成Es-ielby等效本征應變,實際上這將導致單軸載荷下軸向應變強化,不能很好地反映塑性變形T材料性能弱化的特點.第二種途徑就是由Tandon和Wen0建立的細觀力學模型,通過基體的割線模量和Eshelby張量的修正,很好地解決了上述方法的不足,本文的工作將在此基礎上研究含夾雜復合材料多軸(或偏軸)載荷作用下,復合材料的彈塑性本構關系和熱塑性情況下熱膨脹系數的變化規律.

資料下載:   彈塑性復合材料力學性能的細觀研究.pdf
 
 
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